La modulation de puissance gagne les PAC

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À Nuremberg du 13 au 15 octobre dernier, le monde du thermodynamique a exposé à la fois ses nouveautés, ses espoirs et ses états d’âme. Nous sommes entrés dans une époque charnière. Nous venons de percer la seconde bulle du marché des pompes à chaleur. Même si l’intérêt demeure important en Europe pour ces matériels, le marché français accuse, selon les sources, une baisse de 30 à 60 % par rapport à 2009.

Performance annuelle

Les nouvelles pompes à chaleur visibles à Chillventa mettent l’accent non plus sur la performance instantanée, mais sûr la performance annuelle. Celle-ci est exprimée par l’Eseer (European Seasonal Efficiency Ratio : un ratio européen d’efficacité annuelle) en mode froid et par le tout nouvel Escop (European, Seasonal Coefficent of Performance : un COP annualisé) qui devrait apparaître dès le début 2011 en chauffage.

Tout le monde a désormais bien compris qu’un COP instantané excellent ne se traduit pas nécessairement par un bon rendement à charge partielle l’année durant. Pourtant, une pompe à chaleur, comme une chaudière, travaille le plus souvent à charge partielle et seulement moins de 10 % de l’année à charge nominale. Le mot d’ordre du salon était donc « modulation de puissance et conservation du rendement ».

Le développement de nouvelles pompes à chaleur passe par la mise au point de compresseurs spécifiques. Copeland, qui appartient à Emerson Climate Technologies, montrait à Chillventa sa nouvelle gamme de compresseurs ZHW Scroll à pilotage par Inverter, spécifiquement conçue pour varier la puissance des pompes à chaleur air/eau en fonction des conditions extérieures et de la demande du bâtiment.

Cette gamme est également pourvue de la réinjection de vapeur mise au point par Copeland et peut donc offrir des températures de condensation de 65 °C par - 25 °C à l’extérieur, en utilisant le R410A. La température de condensation maximale est de 68 °C. Ce qui se traduit par une température d’eau de 58 °C environ en sortie de la PAC. Ces machines seront disponibles début 2011 en deux puissances 2 et 16 kW chauffage.

Nouveaux modèles de compresseurs

Copeland introduisait également à Chillventa 14 nouveaux modèles de compresseurs ZH pour le R410A en mono et triphasé, dont la puissance s’étend de 4 à 18,5 kW chauffage en version classique et de 5 à 228,8 kW chauffage avec réinjection de vapeur. Il s’agit de modèles « Digital Scroll », capables de varier leur vitesse non plus grâce à un inverter, mais à une désolidarisation des deux parties du moteur électrique (rotor et stator) qui alterne très rapidement coupure et rotation du compresseur et module ainsi le débit de réfrigérant, donc la puissance de la PAC. Les compresseurs Digital Scroll n’étaient auparavant disponibles que pour le R407C.

Danfos, de son côté, a imaginé une tout autre architecture de compresseur pour répondre au même besoin : modulation de puissance dans les pompes à chaleur haute température. La gamme « Heat Pump Performer Scroll Compressors », composée de 11 modèles de 4,8 à 13,9 kW chauffage, fait appel à une vanne de décharge de pression. Ce qui est donc l’inverse de la réinjection de vapeur de Copeland. Petit Bémol, elle fonctionne seulement au R407C. Ce qui est étonnant, dans la mesure où tous les constructeurs nous vantent depuis au moins dix ans les avantages du R410A et que l’on sait que la vie du R407C sera plus courte que celle du R410A, en regard de l’évolution des règles européennes protégeant l’environnement.

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